6、D/A接口基本 (1)D/A轉換器使將數字量轉換為模擬量。 (2)在集成電路中,通常采用T型網絡實現將數字量轉換為模擬電流,再由運算放大器將模擬電路轉換為模擬電壓。進行D/A轉換實際上需要上面的兩個環節。 (3)D/A轉換器的分類: A、電壓輸出型:常作為高速D/A轉換器。 B、電流輸出型:一般外接運算放大器使用。 C、乘算型:可用作調制器和使輸入信號數字化地衰減。 (4)D/A轉換器的主要指標:分辨率、建立時間、線性度、轉換精度、溫度系數。 7、鍵盤接口(1)鍵盤的兩種形式:線性鍵盤和矩陣鍵盤。 (2)識別鍵盤上的閉合鍵通常有兩種方法:行掃描法和行反轉法。 (3)行掃描法是矩陣鍵盤按鍵常用的識別方法,此方法分為兩步進行: A、識別鍵盤哪一列的鍵被按下:讓所有行線均為低電平,查詢各列線電平是否為低,如果有列線為低,則說明該列有按鍵被按下,否則說明無按鍵按下。 B、如果某列有按鍵按下,識別鍵盤是哪一行按下:逐行置低電平,并置其余各行為高電平,查詢各列的變化,如果列電平變為低電平,則可確定此行此列交叉點處按鍵被按下。 8、顯示接口(1)LCD的基本原理是,通過給不同的液晶單元供電,控制其光線的通過與否,從而達到顯示的目的。 (2)LCD的光源提供方式有兩種:投射式和反射式。筆記本電腦的LCD顯示器為投射式,屏的背后有一個光源,因此外界環境可以不需要光源。一般微控制器上使用的LCD為反射式,需要外界提供電源,靠反射光來工作。電致發光(EL)是液晶屏提供光源的一種方式。 (3)按照液晶驅動方式分類,常見的LCD可以分為三類:扭轉向列類(TN)、超扭曲向列型(STN)和薄膜晶體管型(TFT)。 (4)市面上出售的LCD有兩種類型:帶有驅動電路的LCD顯示模塊,只要總線方式驅動;沒有驅動電路的LCD顯示器,使用控制器掃描方式。 (5)通常,LCD控制器工作的時候,通過DMA請求總線,直接通過SDRAM控制器讀取SDRAM中指定地址(顯示緩沖區)的數據,此數據經過LCD控制器轉換成液晶屏掃描數據格式,直接驅動液晶顯示器。 (6)VGA接口本質上是一個模擬接口,一般都采用統一的15引腳接口,包括2個NC信號、3根顯示器數據總線、5個GND信號、3個RGB色彩分量、1個行同步信號和1個場同步信號。其色彩分量采用的電平標準為EIA定義的RS343標準。 9、觸摸屏接口(1)按工作原理分,觸摸屏可以分為:表面聲波屏、電容屏、電阻屏和紅外屏幾種。 (2)觸摸屏的控制采用專業芯片,例如ADS7843。 10、音頻接口(1)基本原理:麥克風輸入的數據經音頻編解碼器解碼完成A/D轉換,解碼后的音頻數據通過音頻控制器送入DSP或CPU進行相應的處理,然后數據經音頻控制器發送給音頻編碼器,經編碼D/A轉換后由揚聲器輸出。 (2)數字音頻的格式有多種,最常用的是下面三種: A、采用數字音頻(PCM):是CD或DVD采用的數據格式。其采樣頻率為44.1kHz。精度為16位時,PCM音頻數據速率為1.41Mb/s;精度為32位時為2.42 Mb/s。一張700MB的CD可以保存大約60分鐘的16位PCM數據格式的音樂信盈達嵌入式企鵝要妖氣嗚嗚吧久零就要。 B、MPEG層3音頻(MP3):MP3播放器采用的音頻格式。立體聲MP3數據速率為112kb/s至128kb/s。 C、ATSC數字音頻壓縮標準(AC3):數字TV、HDTV和電影數字音頻編碼標準,立體聲AC3編碼后的數據速率為192kb/s。 (3)IIS是音頻數據的編碼或解碼常用的串行音頻數字接口。IIS總線只處理聲音數據,其他控制信號等則需要單獨傳輸。IIS使用了3根串行總線:數據線SD、字段選擇線WS、時鐘信號線SCK。 (4)當接收方和發送方的數據字段寬度不一樣時,發送方不考慮接收方的數據字段寬度。如果發送方發送的數據字段小于系統字段寬度,就在低位補0;如果發送方的數據寬度大于接收方的寬度,則超過LSB的部分被截斷。字段選擇WS用來選擇左右聲道,WS=0表示選擇左聲道;WS=1表示選擇右聲道。此外,WS能讓接收設備存儲前一個字節,并準備接收下一個字節。 11、串行接口(1)串行通信是指,使數據一位一位地進行傳輸而實現的通信。與并行通信相比,串行通信具有傳輸線少、成本低等優點,特別適合遠距離傳送;缺點使速度慢。 (2)串行數據傳送有3種基本的通信模式:單工、半雙工、全雙工。 (3)串行通信在信息格式上可以分為2種方式:同步通信和異步通信。 A、異步傳輸:把每個字符當作獨立的信息來傳輸,并按照一固定且預定的時序傳送,但在字符之間卻取決于字符與字符的任意時序。異步通信時,字符是一幀一幀傳送的,每幀字符的傳送靠起始位來同步。一幀數據的各個代碼間間隔是固定的,而相鄰兩幀數據其時間間隔是不固定的。 B、同步傳輸:同步方式不僅在字符之間是同步的,而且在字符與字符之間的時序仍然是同步的,即同步方式是將許多字符******成一字符塊后,在每塊信息之前要加上1~2個同步字符,字符塊之后再加入適當的錯誤檢測數據才傳送出去。 (4)異步通信必須遵循3項規定: A、字符格式:起始位+數據+校驗位+停止位(檢驗位可無),低位先傳送。 B、波特率:每秒傳送的位數。 C、校驗位:奇偶檢驗。 a、奇校驗:要使字符加上校驗位有奇數個“1”。 b、偶檢驗:要使字符加上校驗位有偶數個“1”。 (5)RS-232C的電氣特性:負邏輯。 A、在TxD和RxD上:邏輯1為-3V~-15V,邏輯0為3V~15V。 B、在TES、CTS、DTR、DCD等控制線上: 信號有效(ON狀態)為3V~15V 信號無效(OFF狀態)為-3V~-15V (6)TTL標準與RS-232C標準之間的電平轉換利用集成芯片RS232實現。 (7)RS-422串行通信接口 A、RS-422是一種單機發送、多機接收的單向、平衡傳輸規范,傳輸速率可達10Mb/s。
6 e8 D: u- i. E3 j" zB、RS-422采用差分傳輸方式,也稱做平衡傳輸,使用一對雙絞線。
0 R7 \3 ?+ K! T5 k5 `- T) dC、RS-422需要一終端電阻,要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。 (8)RS-485串行總線接口 A、RS-485是在RS-422的基礎上建立的標準,增加了多點、雙向通信能力,通信距離可為幾十米到上千米。
, t. m! ?; [. c2 a# ^* eB、RS-485收發器采用平衡發送和差分接收,具有抑制共模干擾的能力。5 I8 m7 n+ K. Z$ _1 r
C、RS-485需要兩個終端電阻。在近距離(300m一下)傳輸可不需要終端電阻。 12、并行接口(1)并行接口的數據傳輸率比串行接口快8倍,標準并行接口的數據傳輸率為1Mb/s,一般用來連接打印機、掃描儀等,所以又稱打印口。 (2)并行接口可以分為SPP(標準并口)、EPP(增強型并口)和ECP(擴展型并口)。 (3)并行總線分為標準和非標準兩類。常用的并行標準總線有IEEE 488總線和ANSI SCSI總線。MXI總線是一種高性能非標準的通用多用戶并行總線。 13、PCI接口(1)PCI總線是地址、數據多路復用的高性能32位和64位總線,是微處理器與外圍控制部件、外圍附加板之間的互連機構。 }( x& M4 w! D( @; W
(2)從數據寬度上看,PCI定義了32位數據總線,且可擴展為64位。從總線速度上分,有33MHz和66MHz兩種。1 s* H5 E/ z7 J) z( R9 k8 k5 u% |! e
(3)與ISA總線相比,PCI總線的地址總線與數據總線分時復用,支持即插即用、中斷共享等功能。 14、USB接口(1)USB總線的主要特點:
* V2 S- b" D, R3 I" ~A、使用簡單,即插即用。& u+ B% j) Q) |" `
B、每個USB系統中都有主機,這個USB網絡中最多可以連接127個設備。( t3 f3 ~5 \: E% h
C、應用范圍廣,支持多個設備同時操作。
4 Y2 g& M0 J+ d d- c; x5 _" rD、低成本的電纜和連接器,使用統一的4引腳插頭。
% ~" G7 `2 M, g% `; L: a7 k WE、較強的糾錯能力。
0 R& H# V5 v1 zF、較低的協議開銷帶來了高的總線性能,且適合于低成本外設的開發。) H6 j" I4 \9 x* G" q
G、支持主機與設備之間的多數據流和多消息流傳輸,且支持同步和異步傳輸類型。
) A" ` T r6 m# e$ X7 I: _8 oH、總線供電,能為設備提供5V/100mA的供電。 (2)USB系統由3部分來描述:USB主機、USB設備和USB互連。 (3)USB總線支持的數據傳輸率有3種:高速信令位傳輸率為480Mb/s;全速信令位傳輸率為12Mb/s;全速信令位傳輸率為1.5Mb/s。 (4)USB總線電纜有4根線:一對雙絞信號線和一對電源線。 (5)USB是一種查詢總線,由主控制器啟動所有的數據傳輸。USB上所掛接的外設通過由主機調度的、基于令牌的協議來共享USB帶寬。 (6)大部分總線事務涉及3個包的傳輸: A、令牌包:指示總線上要執行什么事務,欲尋址的USB設備及數據傳送方向。
& c ]5 x0 ~2 Q. eB、數據包:傳輸數據或指示它沒有數據要傳輸。
: n B/ H5 t+ C. _; wC、握手包:指示傳輸是否成功。 (7)主機與設備端點之間的USB數據傳輸模型被稱作管道。管道有兩種類型:流和消息。消息數據具有USB定義的結構,而數據流沒有。 (8)事務調度表允許對某些流管道進行流量控制,在硬件級,通過使用NAK(否認)握手信號來調節數據傳輸率,以防止緩沖區上溢或下溢產生。 (9)USB設備最大的特點是即插即用。 (10)工作原理:USB設備插入USB端點時,主機都通過默認地址0與設備的端點0進行通信。在這個過程中,主機發出一系列試圖得到描述符的標準請求,通過這些請求,主機得到所有感興趣的設備信息,從而知道了設備的情況以及該如何與設備通信。隨后主機通過發出Set Address請求為設備設置一個唯一的地址。以后主機就通過為設備設置好的地址與設備通信,而不再使用默認地址0。 15、SPI接口(1)SPI是一個同步協議接口,所有的傳輸都參照一個共同的時鐘,這個同步時鐘有主機產生,接收數據的外設使用時鐘來對串行比特流的接收進行同步化。
. ]. ?2 e/ F7 J, ~0 }* E* p* c- [(2)在多個設備連接到主機的同一個SPI接口時,主機通過從設備的片選引腳來選擇。
: z4 Z9 b! o6 X5 r- [ x(3)SPI主要使用4個信號:主機輸出/從機輸入(MOSI),主機輸入/從機輸出(MISO)、串行時鐘SCLK和外設片選CS。4 y& D% L U% X1 K. i) J4 P
(4)主機和外設都包含一個串行移位寄存器,主機通過向它的SPI串行寄存器寫入一個字節來發起一次數據傳輸。寄存器通過MOSI信號線將字節傳送給外設,外設也將自己移位寄存器中的內容通過MISO信號線返回給主機,這樣,兩個移位寄存器中的內容就被交換了。
" N+ ]# k5 N/ y |. k1 [# |! C9 d(5)外設的寫操作和讀操作時同步完成的,因此SPI成為一個很有效的協議。
8 ~% y& |' Z* X4 F* A1 h(6)如果只是進行寫操作,主機只需忽略收到的字節;反過來,如果主機要讀取外設的一個字節,就必須發送一個空字節來引發從機的傳輸。
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